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中國燃料電池汽車的發(fā)展需要消除的技術(shù)和設(shè)施瓶頸

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年07月15日  

目前,我國燃料電池產(chǎn)業(yè)總體處于產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)入發(fā)展期。最近兩年,國家相關(guān)部委密集出臺政策,大力支持燃料電池汽車的發(fā)展。《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等都將發(fā)展氫能和燃料電池技術(shù)列為重點任務(wù),將燃料電池汽車列為重點支持領(lǐng)域。


政策明確提出,到2020年實現(xiàn)5000輛級規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車領(lǐng)域的示范應(yīng)用,建成100座加氫站;2025年實現(xiàn)5萬輛規(guī)模的應(yīng)用,建成300座加氫站;2030年實現(xiàn)百萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用,建成1000座加氫站。


地方政府也積極響應(yīng)國家政策,上海市率先發(fā)布《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》,廣東佛山、湖北武漢、江蘇如皋、浙江臺州等地方政府也都為各自地區(qū)的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供政策支持,建立產(chǎn)業(yè)園區(qū),引進整車企業(yè)及零部件生產(chǎn)廠家,共同推進氫能及燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。


然而,技術(shù)因素制約仍是不可回避的問題。要推動燃料電池汽車的商業(yè)化發(fā)展,則要求其采用的燃料電池動力系統(tǒng)必須在性能、壽命和成本等方面達到與傳統(tǒng)燃油汽車相當?shù)乃剑⑶遗c純電池汽車相比具有競爭力。


目前,制約我國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)因素包括燃料電池耐久性、關(guān)鍵材料及核心零部件和氫供給難等問題。


在燃料電池耐久性方面,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)燃料電池的穩(wěn)定壽命在5000小時左右,而國際先進水平已經(jīng)超過10000小時;我國燃料電池關(guān)鍵材料如催化劑,質(zhì)子交換膜、碳紙等還處于實驗室和樣品階段,空氣壓縮機和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件還沒有產(chǎn)品供應(yīng);現(xiàn)階段我國車用儲氫瓶還是使用壓力為35兆帕的碳纖維纏繞金屬內(nèi)膽氣瓶,儲氫密度為3.9%,而國外基本均采用70兆帕的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶,儲氫密度達到5.5%。


基于國內(nèi)現(xiàn)狀,要實現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展,中國工程院院士衣寶廉指出,在技術(shù)上有兩條路可走:一是自主研發(fā),進一步提高燃料電池動力系統(tǒng)的可靠性和耐久性,并降低電堆成本和鉑用量,開發(fā)非鉑基催化劑;二是引進國外先進技術(shù),逐步消化,最終實現(xiàn)國產(chǎn)化。根據(jù)我國已制定的燃料電池汽車總體發(fā)展規(guī)劃,通過技術(shù)研發(fā)及示范運行,掌握燃料電池汽車的設(shè)計與集成技術(shù),逐步實現(xiàn)燃料電池電堆、系統(tǒng)、關(guān)鍵材料及核心零部件的國產(chǎn)化,從而推動燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。


設(shè)施因素是制約燃料電池汽車發(fā)展的另一大因素。從汽車產(chǎn)業(yè)100多年的發(fā)展史來看,不管傳統(tǒng)燃油汽車與燃油供給體系,還是電動汽車與電能供給體系,車輛技術(shù)都一直是與能源供給體系協(xié)同發(fā)展。


比如在2014年之前,我國過于重視電動汽車技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展,而忽視了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),導(dǎo)致電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到充電難的制約。而在2015年以后,我國建立了充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持政策體系,充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進,電動汽車產(chǎn)業(yè)化取得突破性進展。


因此,燃料電池汽車的商業(yè)化推廣離不開制氫、運氫及儲氫等配套設(shè)施的協(xié)同發(fā)展:在制氫方面,由于我國擁有大量的廉價副產(chǎn)氫,另外還可以利用棄風(fēng)、棄光發(fā)電進行電解水制氫,原料成本比較便宜;在運氫方面,采用特種車運送氫氣是目前國內(nèi)最廉價的方法,盡管液態(tài)運氫的成本更低,但是目前國內(nèi)還沒有建立液態(tài)運氫相關(guān)標準,隨著技術(shù)的進步和標準的逐漸確立,液態(tài)運氫將會是未來運氫的發(fā)展方向;在儲氫方面,加氫站成為能源供給體系中最重要一環(huán),將直接決定燃料電池汽車能否大規(guī)模商業(yè)化。


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